JP3066836B2 - High-speed access method in knowledge base system - Google Patents
High-speed access method in knowledge base systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 知識データベースシステムにおける属性と属性とを結
びつけるジョイン演算に関し、 高速な処理が可能で、I/O効率の良いジョイン演算の
実現を目的とし、 複数の頁からなるテーブル（表）Ａと複数の頁からな
るテーブル（表）Ｂとに記述されている組（レコード）
を共通の属性で照合し結合（ジョイン）するアクセス方
式であって、前記テーブルＡについて与えられたキー値
を基に、キー値の欄、テーブルＡの頁の値の欄、テーブ
ルＢの頁を書くべき欄、戻り番地の値の欄、次番地の値
の各該当欄を書き込んでリストを生成する生成手段と、
前記テーブルＡについて与えられたキー値を基に、当該
キー値に対応するテーブルＢの該当頁の値を、木構造を
用いて抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出さ
れたテーブルＢの頁の値を、前記キー値に対応させてテ
ーブルＢの頁の値の欄に書き加え、当該リストをテーブ
ルＢの頁の値に基づき昇順又は降順にソートするソート
手段と、前記ソート手段によってソートされたリストに
基づいて、キー値順にアクセスするアクセス手段とを設
けることにより構成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] Regarding a join operation that links attributes in a knowledge database system, high-speed processing is possible, with the aim of realizing a join operation with high I / O efficiency. (Record) described in a table (table) A and a table (table) B including a plurality of pages
Are collated with a common attribute and are joined (joined). Based on the key value given for the table A, a key value column, a table A page value column, and a table B page Generating means for writing a column to be written, a column of a return address value, and a corresponding column of a next address value to generate a list,
Extracting means for extracting a value of a corresponding page of the table B corresponding to the key value based on the key value given for the table A using a tree structure, and a page of the table B extracted by the extracting means. Is added to the column of the value of the page of the table B in correspondence with the key value, and the list is sorted by the sorting means in ascending or descending order based on the value of the page of the table B. And an access means for accessing in order of the key value based on the list.
本発明は知識ベースシステムにおける、属性と属性と
を結びつけるジョイン演算に関し、特に、CPU効率が良
く、また、I/O効率の良い、ジョイン演算を行なうこと
の可能な手段に係る。The present invention relates to a join operation for linking attributes to each other in a knowledge base system, and more particularly to a means capable of performing a join operation with high CPU efficiency and high I / O efficiency.
近年、計算機の発展に伴い数多くのソフトウェアが生
産されているが、さらに多くのソフトウェアが必要とさ
れているために、ソフトウェアの生産性の向上が要求さ
れている。In recent years, a great number of softwares have been produced with the development of computers. However, since more software is required, improvement in software productivity is required.
このため、オブジェクト指向言語が利用されつつある
が、従来のオブジェクト指向言語では、大量の知識の処
理に対する方式が充分に検討されておらず、効率良く大
量の知識を扱うことが不可能であった。For this reason, an object-oriented language is being used, but in the conventional object-oriented language, a method for processing a large amount of knowledge has not been sufficiently studied, and it has been impossible to efficiently handle a large amount of knowledge. .
そのような知識ベースシステムにおいては、属性と属
性とを結びつけるジョイン演算が重要である。さらに、
属性をナビゲートする時にはジョイン演算が必要とな
る。In such a knowledge base system, a join operation for connecting attributes to each other is important. further,
When navigating attributes, a join operation is required.
また、大量な情報を管理するシステムとして、関係デ
ータベース（RDB）がある。その中のジョイン手法とし
ては、従来、ネスティッドループ方式、ソートマー
ジ方式、ハッシュ方式、インデクスによるタプルサ
ブスティテューション方式等があった。As a system for managing a large amount of information, there is a relational database (RDB). Conventionally, the join method among them includes a nested loop method, a sort merge method, a hash method, a tuple substitution method using an index, and the like.
上述した従来のジョイン手法の内、ハッシュ方式とソ
ートマージ方式とネスティッドループ方式とを比較する
と、その効率については、下式のようになる。When the hash method, the sort merge method, and the nested loop method are compared with each other among the conventional join methods described above, the efficiency is as follows.
ハッシュ方式＜ソートマージ方式＜ネスティッドルー
プ方式 ここで、テーブルＡがｍページ、テーブルＢがｎペー
ジとすると、その効率は、ハッシュ方式の場合がＯ（ｍ
＋ｎ）、ソートマージ方式の場合がＯ（m log m＋n log
n）、ネスティッドループ方式の場合がＯ（ｍ＊ｎ）で
あり、ハッシュ方式が一番速いことになる。Hash method <sort merge method <nested loop method Here, assuming that table A has m pages and table B has n pages, the efficiency is O (m
+ N), O (m log m + n log)
n), the case of the nested loop method is O (m * n), and the hash method is the fastest.
ただし、インデクスによる組置換方式（タプルサブス
ティテューション）の方がハッシュ方式より速い場合も
ある。However, in some cases, the tuple substitution method using the index is faster than the hash method.
このタプルサブスティテューション（tuple substit
ution）という言葉は、「C.J.Date“An Introduction
to Datebase Systems,Volume I,5th Edition",p
p.467−470,1990」にも記述されているように、関係デ
ータベースの草分け的なシステムであるINGRESで使われ
た言葉でネステッドループと同義であり、インデクスに
よるタプルサブスティテューションとは、インデクスを
用いたネステッドループという結合（ジョイン）の方式
を意味する。This tuple substit
ution) is the word “CJDate“ An Introduction
to Datebase Systems, Volume I, 5th Edition ", p
As described in p.467-470, 1990, the term used in INGRES, which is a pioneering system of relational databases, is synonymous with nested loop, and tuple substitution by index is This means a nested loop using an index.
このタプルサブスティテューション（組置換方式）
は、具体的には次のような方式である。This tuple substitution (group replacement method)
Is specifically as follows.
次の表に示すような従業員に関するEmpと、部に関す
るDeptという２つのリレーションを考える。Consider two relations, Emp for employees and Dept for departments, as shown in the following table.
上表のように、DeptのフィールドとdeptNoには、部の
番号が格納され、インデクスが張られているとする。ま
た、empのフィールドdeptNoには、その従業員が属して
いる部の番号が格納されているとする。 As shown in the above table, it is assumed that the field number of dept and deptNo store the part number and are indexed. Further, it is assumed that the field number of emp stores the number of the department to which the employee belongs.
いま、EmpのdeptNoフィールドとDeptのdeptNoフィー
ルドが等しいという条件で結合する。Now, the combination is performed under the condition that the deptNo field of Emp and the deptNo field of Dept are equal.
この場合に、Empをスキャンしながら、その各タプル
に対してフィールドdeptNoの値がDeptのdeptNoの値に等
しいようなDeptのタプルにインデクスを用いてアクセス
する。このときのEmpのタプルとDeptのタプルが結合を
求めるべきタプルの組である。このとき、値が等しくな
るDeptのタプルは複数ある可能性があるが、このときに
は複数のタプルの組を求める。このようなことを、Emp
の全タプルをスキャンしながら繰り返して、最終的な結
果を求める。In this case, while scanning Emp, the tuple of Dept such that the value of the field deptNo is equal to the value of deptNo of Dept is accessed for each tuple using an index. At this time, the tuple of Emp and the tuple of Dept are a set of tuples to be determined for connection. At this time, there is a possibility that there are a plurality of tuples of Dept whose values are equal. At this time, a set of a plurality of tuples is obtained. Such a thing, Emp
Repeat while scanning all tuples of to find the final result.
この方式では、Deptのタプルにはインデクスを用いて
直接にアクセスするので、高速処理が可能である。一
方、インデクスを用いない通常のネスティッドループ方
式では、EmpのdeptNoに等しいようなDeptのタプルを探
すために、Deptの全タプルをスキャンが必要なので、非
常に時間がかかる。In this method, a tuple of Dept is directly accessed using an index, so that high-speed processing is possible. On the other hand, in the ordinary nested loop method without using an index, it takes a very long time to scan all tuples of Dept in order to search for tuples of Dept equal to deptNo of Emp.
ところが、このような高速処理が可能なインデクスに
よるタプルサブスティテューション方式であっても、大
きなテーブル同士の演算において、インデクスの先がラ
ンダムになり、I/O動作が頻繁に発生して処理時間が遅
くなる場合があると言う問題点があった。However, even with such a tuple substitution scheme using an index capable of high-speed processing, in operations between large tables, the index ends become random, and I / O operations frequently occur, and processing time increases. However, there is a problem that the operation may be delayed.
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、I/O効率
が良くCPU効率の良い知識ベースにおけるアクセス方式
を提供することを目的としている。An object of the present invention is to provide an access method in a knowledge base with high I / O efficiency and high CPU efficiency in view of such conventional problems.
本発明によれば上述の目的は、前記特許請求の範囲に
記載した手段により達成される。According to the invention, the above-mentioned object is achieved by the means as set forth in the claims.
すなわち、本発明は複数の頁からなるテーブル（表）
Ａと複数の頁からなるテーブル（表）Ｂとに記述されて
いる組（レコード）を共通の属性で照合し結合（ジョイ
ン）するアクセス方式であって、前記テーブルＡについ
て与えられたキー値を基に、キー値の欄、テーブルＡの
頁の値の欄、テーブルＢの頁を書くべき欄、戻り番地の
値の欄、次番地の値の各該当欄を書き込んでリストを生
成する生成手段と、前記テーブルＡについて与えられた
キー値を基に、当該キー値に対応するテーブルＢの該当
頁の値を、木構造を用いて抽出する抽出手段と、前記抽
出手段により抽出されたテーブルＢの頁の値を、前記キ
ー値に対応させてテーブルＢの頁の値の欄に書き加え、
当該リストをテーブルＢの頁の値に基づき昇順又は降順
にソートするソート手段と、前記ソート手段によってソ
ートされたリストに基づいて、キー値順にアクセスする
アクセス手段とを設けたことを特徴とする知識ベースシ
ステムにおける高速アクセス方式である。That is, the present invention provides a table including a plurality of pages.
An access method in which a set (record) described in A and a table (table) B including a plurality of pages is collated and joined (joined) with a common attribute. Generating means for writing a key value field, a page value field of table A, a table B page field, a return address value field, and a next address value field to generate a list. Extracting means for extracting a value of a corresponding page of the table B corresponding to the key value using a tree structure, based on the key value given for the table A, and a table B extracted by the extracting means. Is added to the column of the page value of the table B in correspondence with the key value,
Knowledge that is provided with sorting means for sorting the list in ascending or descending order based on the value of the page of table B, and access means for accessing in order of key value based on the list sorted by the sorting means. This is a high-speed access method in the base system.
従来のインデクスによるタプルサブスティテューショ
ンでは、ランダムアクセスの可能性が高いのでI/O効率
がＯ（ｍ＋ｎ＋１）以上であった。本発明の方式では、
これをＯ（ｍ＋ｎ＋１）以下に抑えることができる。ま
た、組（タプル）にダイレクトにアクセスできるのでハ
ッシュジョインにおけるタプル数分だけのハッシュアク
セスは不要である。従って、CPU効率がハッシュジョイ
ンより良い。In the tuple substitution by the conventional index, since the possibility of random access is high, the I / O efficiency was O (m + n + 1) or more. In the method of the present invention,
This can be suppressed to O (m + n + 1) or less. In addition, since a set (tuple) can be directly accessed, hash access for the number of tuples in the hash join is unnecessary. Therefore, CPU efficiency is better than hash join.
第１図は本発明の一実施例を説明する図であって、１
−１〜１−ｍはテーブルＡ、２−１〜２−ｎはテーブル
Ｂ、３はインデクス、４はテーブルのiD（Atid）、５は
テーブルＢのiD（Btid）、６はキー値、７はテーブルの
iD、８はソートのためのリスト、９はネキストアドレ
ス、10はバックアドレス、11は最終的に生成されるリス
ト、12はキー値、13はテーブルＡのid（Atid）の値、14
はテーブルＢのid（Btid）、15はバックアドレスの値、
16はネキストアドレスの値を示している。第２図は本実
施例の処理手順を示す流れ図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
-1 to 1-m are table A, 2-1 to 2-n are table B, 3 is index, 4 is table iD (Atid), 5 is table B iD (Btid), 6 is key value, 7 Is on the table
iD, 8 is a list for sorting, 9 is a next address, 10 is a back address, 11 is a finally generated list, 12 is a key value, 13 is an id (Atid) value of table A, 14
Is the id (Btid) of table B, 15 is the value of the back address,
16 indicates the value of the next address. FIG. 2 is a flowchart showing the processing procedure of this embodiment.
以下これらの図に基づいて本発明の実施例について説
明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to these drawings.
先ず、第２図のS1で示す如くテーブルＡのキー値によ
るリスト８を生成する。このときはキー値、テーブルＡ
の頁の値ともランダムであり、キー値あるいは頁値のつ
ながりの関係は戻り番地（back）および次番地（next）
で連鎖される。該リストの概念図を第３図に示す。First, a list 8 based on the key values of the table A is generated as shown by S1 in FIG. In this case, the key value, table A
Page values are also random, and the relationship between the connection of key values or page values is the return address (back) and the next address (next)
Is chained by FIG. 3 shows a conceptual diagram of the list.
同図において、18はキーの値、19はテーブルＡのid
（ページ）、20はテーブルＢのid（ページ）、21は戻り
番地（back）、22は次番地（next）の欄を示している。
第２図におけるS1の処理では、第３図のアドレス17、キ
ー18、テーブルＡのid、戻り番地21、次番地22の値が入
ったリストが生成される。In the figure, 18 is the key value, 19 is the id of table A
(Page), 20 is an id (page) of the table B, 21 is a return address (back), and 22 is a next address (next) column.
In the process of S1 in FIG. 2, a list including the values of the address 17, the key 18, the id of the table A, the return address 21, and the next address 22 in FIG. 3 is generated.
次に第２図のS2に示すように、第１図に数字符３で示
すインデクスによりテーブルＢのidを検索する。この検
索は実際にはＢ木（Ｂ−tree）をサーチすることにより
行なわれる。Next, as shown in S2 of FIG. 2, the id of the table B is searched by the index indicated by the numeral 3 in FIG. This search is actually performed by searching a B-tree.
従って、この結果キー値、Ｂテーブルのアドレスは昇
順または降順に整列される。Therefore, the result key value and the address of the B table are arranged in ascending or descending order.
次に第２図のS3で示すようにS1で生成したリスト上の
テーブルＢのidの欄に上記検索結果を書き込む。Next, as shown in S3 of FIG. 2, the above search result is written in the id column of the table B on the list generated in S1.
そして、第２図S4で示すように、第３図のテーブルを
テーブルＢのiD（頁）によりソートする。Then, as shown in FIG. 2 S4, the table of FIG. 3 is sorted by iD (page) of the table B.
テーブルＢの頁は、前述したようにＢ木をサーチする
ことにより検索しているので、昇順あるいは降順に整列
されているからこれを用いてリストをソートすることに
より、リストはキーとテーブルＢの頁の値が昇順あるい
は降順に整列することとなり、該リストに従って順番に
アクセスすることが可能となる。Since the page of table B is searched by searching the B-tree as described above, the list is sorted in ascending or descending order. The page values are arranged in ascending or descending order, and can be accessed in order according to the list.
以上説明したように本発明によれば、上記実施例を例
に採るとき、I/O効率は従来のインデクスによるタプル
サブスティテューションがＯ（ｍ＋ｎ＋１）以上であっ
たのに対し、これより少なくすることができる。また、
CPU効率については、従来のハッシュジョイン方式で
は、ハッシュ表を生成するのにｍ、ハッシュアクセスに
ｎ、従って、Ｏ（ｍ＋ｎ）であったのに対し、本発明の
方式では、テーブルＡのキー値によるリスト生成はｍ、
Ｂテーブルに係るＢ木のサーチはl log2l、リストのテ
ーブルＢのid（Ｂ−tid）によるソートはm log2mとなる
から、Ｏ（ｍ＋l log2l＋m log2m）であり、ソートの量
にもよるが従来のハッシュジョイン方式より良い性能が
得られることが期待できる。As described above, according to the present invention, when taking the above embodiment as an example, the I / O efficiency is less than the conventional index tuple substitution of O (m + n + 1) or more. can do. Also,
Regarding the CPU efficiency, in the conventional hash join method, m was used to generate the hash table, n was used for the hash access, and thus O (m + n), whereas in the method of the present invention, the key value of the table A was used. Generates a list by
The search of the B-tree related to the B table is l log 2 l, and the sorting by id (B−tid) of the table B in the list is m log 2 m, so that O (m + 1 log 2 l + m log 2 m) It can be expected that better performance than the conventional hash join method can be obtained, depending on the amount of.
第１図は本発明の一実施例を説明する図、第２図は実施
例の処理手順を示す流れ図、第３図はリストの概念図で
ある。 １……テーブルＡ、２……テーブルＢ、３……インデク
ス、４……テーブルＡのiD（Atid）、５……テーブルＢ
のiD（Btid）、６……キー値、７……テーブルのiD、８
……ソートのためのリスト、９……ネキストアドレス、
10……バックアドレス、11……最終的に生成されるリス
ト、12……キー値、13……テーブルＡのid（Atid）の
値、14……テーブルＢのid（Btid）、15……バックアド
レスの値、16……ネキストアドレスの値、18……キーの
値、19……テーブルＡのid（ページ）、20……テーブル
Ｂのid（ページ）、21……戻り番地（back）、22……次
番地（next）。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the embodiment, and FIG. 3 is a conceptual diagram of a list. 1 Table A, 2 Table B, 3 Index 4 Table iD (Atid) of Table 5 Table B
ID (Btid), 6 ... key value, 7 ... iD of table, 8
...... List for sorting, 9 ... Next address,
10: back address, 11: list to be finally generated, 12: key value, 13: value of id (Atid) of table A, 14: id (Btid) of table B, 15 ... Back address value, 16 ... Next address value, 18 ... Key value, 19 ... Table A id (page), 20 ... Table B id (page), 21 ... Return address (back) , 22 ... Next address (next).
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−209615（ＪＰ，Ａ) 鴻江 美智子 外，”オブジェクト指 向知識ベース管理システムにおける問い 合わせ処理の最適化”，1990年度人工知 能学会全国大会（第４回）論文集，人工 知能学会，1990年７月25日，ｐ．273− 276 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 12/00 G06F 9/44 G06F 17/30 Continuation of the front page (56) References JP-A-62-209615 (JP, A) Michiko Konoe et al., “Optimization of query processing in object-oriented knowledge-based management system”, 1990 Annual Conference of Japanese Society for Artificial Intelligence 4th) Papers, The Japanese Society for Artificial Intelligence, July 25, 1990, p. 273− 276 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 12/00 G06F 9/44 G06F 17/30
Claims (1)
の頁からなるテーブル（表）Ｂとに記述されている組
（レコード）を共通の属性で照合し結合（ジョイン）す
るアクセス方式であって、 前記テーブルＡについて与えられたキー値を基に、キー
値の欄、テーブルＡの頁の値の欄、テーブルＢの頁を書
くべき欄、戻り番地の値の欄、次番地の値の各該当欄を
書き込んでリストを生成する生成手段と、 前記テーブルＡについて与えられたキー値を基に、当該
キー値に対応するテーブルＢの該当頁の値を、木構造を
用いて抽出する抽出手段と、 前記抽出手段により抽出されたテーブルＢの頁の値を、
前記キー値に対応させてテーブルＢの頁の値の欄に書き
加え、当該リストをテーブルＢの頁の値に基づき昇順又
は降順にソートするソート手段と、 前記ソート手段によってソートされたリストに基づい
て、キー値順にアクセスするアクセス手段とを設けたこ
とを特徴とする知識ベースシステムにおける高速アクセ
ス方式。An access method for collating and joining sets (records) described in a table (table) A including a plurality of pages and a table (table) B including a plurality of pages with a common attribute. A key value column, a page value column of the table A, a column where a page of the table B should be written, a return address value column, a next address Generating means for writing a corresponding column of a value to generate a list; extracting a value of a corresponding page of a table B corresponding to the key value based on a key value given for the table A using a tree structure Extracting means, and the value of the page of the table B extracted by the extracting means,
A sort unit that adds the value to the value of the page of table B in association with the key value, and sorts the list in ascending or descending order based on the value of the page of table B; A high-speed access method in a knowledge base system, comprising: an access unit for accessing in order of key value.
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| JP2282707A JP3066836B2 (en) | 1990-10-20 | 1990-10-20 | High-speed access method in knowledge base system |
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-
1990
- 1990-10-20 JP JP2282707A patent/JP3066836B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 鴻江 美智子 外，"オブジェクト指向知識ベース管理システムにおける問い合わせ処理の最適化"，１９９０年度人工知能学会全国大会（第４回）論文集，人工知能学会，１９９０年７月２５日，ｐ．２７３−２７６ |
Also Published As
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